Chapitre 7 • Analyse géométrique des réactions métamorphiques…
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Remarquons les caractéristiques de ces différentes réactions : la réaction (L), qui
ne fait pas intervenir le magma L, est une réaction métamorphique, appelée aussi
sub-solidus. Les réactions (Sil) et (Ms) sont des réactions de fusion congruente
ou eutectique, tandis que la réaction (Kfs) est une réaction de fusion incongruente ou
péritectique, qui produit un magma et un minéral. Nous sommes en mesure de tracer
le point invariant impliquant ces équilibres univariants. En respectant la règle des
demi-plans illustrée par la figure 7.1, l’approche géométrique fournit 2 solutions.
Les paramètres thermodynamiques des minéraux nous amènent à retenir la solution
proposée à la figure 7.2.
Nous pouvons tracer les segments Al 2 O 3 -K 2 O (+ SiO 2 + H 2 O) indiquant les paragenèses dans chaque champ divariant, avec (+ Q + V). Ainsi, une seule paragenèse
est possible dans le champ divariant limité par les réactions (L) et (Ms) : Sil + Kfs
(+ Qtz + V) ; les paragenèses dans le champ divariant limité par les réactions (L) et
(Sil) sont Sil + Ms (+ Qtz + V) et Ms + Kfs (+ Qtz + V) ; les paragenèses dans le
champ divariant limité par les réactions (Kfs) et (Ms) sont : Sil + L (+ Qtz + V) et
L + Kfs (+ Qtz + V) ; les paragenèses dans le champ divariant limité par les réactions
(Sil) et (Kfs) sont : Sil + Ms (+Qtz + V), Ms + L (+Qtz + V) et L + Kfs (+ Qtz + V).
Notons que, bien que située au-delà de la courbe de fusion (Sil), la roche à Ms + Sil
+ Qtz + V, de par sa composition, ne fond pas.
7.3 SYSTÈME À TROIS CONSTITUANTS INDÉPENDANTS
ET ÉLABORATION D’UNE GRILLE PÉTROGÉNÉTIQUE
Nous voulons construire une grille pour les métapélites dans les conditions de très haute
température (THT). Les assemblages minéralogiques que nous souhaitons étudier
contiennent les six minéraux suivants : Quartz, sillimanite, saphirine (Mg,Fe) 2 Al 4 SiO 10 ,
orthopyroxène (Mg,Fe)SiO 3 , cordiérite (Mg,Fe) 2 Si 5 Al 4 O 18 , nH 2 O, spinelle (Mg, Fe)
Al 2 O 4 .
Les constituants chimiques sont Al 2 O 3 , SiO 2 , MgO, FeO, H 2 O. MgO et FeO
entrent dans la composition des minéraux ferromagnésiens (solution solide Mg,Fe) :
simplifions en utilisant le seul pôle pur magnésien de ces minéraux. La cordiérite est
une phase qui peut être soit hydratée, soit anhydre, en particulier dans ces roches de
THT. En considérant ce deuxième cas, nous négligeons le constituant H 2 O. Les trois
constituants restants : Al 2 O 3 , SiO 2 , MgO et les minéraux peuvent être représentés
dans le triangle dans le cercle de la figure 7.3.
La règle des phases fixe le nombre maximal de minéraux au point invariant à
C + 2 minéraux, soit cinq minéraux. Nous avons six combinaisons possibles de cinq
minéraux sur les six, ce qui signifie que le système a six points invariants, portant
chacun le nom de la phase absente.
La règle des phases indique que les assemblages divariants contiennent trois phases.
Dans le triangle MgO-Al 2 O 3 -SiO 2 , ces différents assemblages divariants sont obtenus
en traçant toutes les combinaisons possibles de triangles partiels ayant pour sommets
trois minéraux et parfois en supprimant une phase (saphirine ou cordiérite). Les
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Remarquons les caractéristiques de ces différentes réactions : la réaction (L), qui
ne fait pas intervenir le magma L, est une réaction métamorphique, appelée aussi
sub-solidus. Les réactions (Sil) et (Ms) sont des réactions de fusion congruente
ou eutectique, tandis que la réaction (Kfs) est une réaction de fusion incongruente ou
péritectique, qui produit un magma et un minéral. Nous sommes en mesure de tracer
le point invariant impliquant ces équilibres univariants. En respectant la règle des
demi-plans illustrée par la figure 7.1, l’approche géométrique fournit 2 solutions.
Les paramètres thermodynamiques des minéraux nous amènent à retenir la solution
proposée à la figure 7.2.
Nous pouvons tracer les segments Al 2 O 3 -K 2 O (+ SiO 2 + H 2 O) indiquant les paragenèses dans chaque champ divariant, avec (+ Q + V). Ainsi, une seule paragenèse
est possible dans le champ divariant limité par les réactions (L) et (Ms) : Sil + Kfs
(+ Qtz + V) ; les paragenèses dans le champ divariant limité par les réactions (L) et
(Sil) sont Sil + Ms (+ Qtz + V) et Ms + Kfs (+ Qtz + V) ; les paragenèses dans le
champ divariant limité par les réactions (Kfs) et (Ms) sont : Sil + L (+ Qtz + V) et
L + Kfs (+ Qtz + V) ; les paragenèses dans le champ divariant limité par les réactions
(Sil) et (Kfs) sont : Sil + Ms (+Qtz + V), Ms + L (+Qtz + V) et L + Kfs (+ Qtz + V).
Notons que, bien que située au-delà de la courbe de fusion (Sil), la roche à Ms + Sil
+ Qtz + V, de par sa composition, ne fond pas.
7.3 SYSTÈME À TROIS CONSTITUANTS INDÉPENDANTS
ET ÉLABORATION D’UNE GRILLE PÉTROGÉNÉTIQUE
Nous voulons construire une grille pour les métapélites dans les conditions de très haute
température (THT). Les assemblages minéralogiques que nous souhaitons étudier
contiennent les six minéraux suivants : Quartz, sillimanite, saphirine (Mg,Fe) 2 Al 4 SiO 10 ,
orthopyroxène (Mg,Fe)SiO 3 , cordiérite (Mg,Fe) 2 Si 5 Al 4 O 18 , nH 2 O, spinelle (Mg, Fe)
Al 2 O 4 .
Les constituants chimiques sont Al 2 O 3 , SiO 2 , MgO, FeO, H 2 O. MgO et FeO
entrent dans la composition des minéraux ferromagnésiens (solution solide Mg,Fe) :
simplifions en utilisant le seul pôle pur magnésien de ces minéraux. La cordiérite est
une phase qui peut être soit hydratée, soit anhydre, en particulier dans ces roches de
THT. En considérant ce deuxième cas, nous négligeons le constituant H 2 O. Les trois
constituants restants : Al 2 O 3 , SiO 2 , MgO et les minéraux peuvent être représentés
dans le triangle dans le cercle de la figure 7.3.
La règle des phases fixe le nombre maximal de minéraux au point invariant à
C + 2 minéraux, soit cinq minéraux. Nous avons six combinaisons possibles de cinq
minéraux sur les six, ce qui signifie que le système a six points invariants, portant
chacun le nom de la phase absente.
La règle des phases indique que les assemblages divariants contiennent trois phases.
Dans le triangle MgO-Al 2 O 3 -SiO 2 , ces différents assemblages divariants sont obtenus
en traçant toutes les combinaisons possibles de triangles partiels ayant pour sommets
trois minéraux et parfois en supprimant une phase (saphirine ou cordiérite). Les
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